Dhadhang Wahyu Kurniawan
Laboratorium Farmasetika Unsoed http://dhadhang.wordpress.com
Twitter: Dhadhang_WK
Facebook: Dhadhang Wahyu Kurniawan
10/20/2015 1
•Pengaruh Suhu
•Q10
Faktor-faktor yang
Mempengaruhi Stabilitas Kimia
Faktor-faktor yang mempengaruhi stabilitas
kimia obat
faktor intrinsik: seperti struktur molekul obat itu
sendiri
faktor lingkungan, seperti suhu, pH, jenis dapar,
kekuatan ionik, cahaya, oksigen, kelembaban,
aditif, dan eksipien.
10/20/2015 2
Dalam kasus degradasi bentuk padatan, sifat
padatan dari obat seperti titik lebur,
kristalinitas, dan higroskopisitas sangat
penting.
Selain itu, kekuatan mekanik seperti tekanan
dan penggilingan yang diaplikasikan pada
senyawa obat dapat mempengaruhi
stabilitas kimia dan fisika mereka.
Fenomena-fenomena tersebut di atas dapat
dibantu dengan penerapan konsep kinetika.
10/20/2015 3
Faktor-faktor yang mempengaruhi
stabilitas obat racikan
Ukuran partikel
pH
Komposisi sitem pelarut
Kompatibilitas anion dan kation
Kekuatan ionik larutan
Pengemas primer
Zat tambahan kimia khusus
Ikatan molekuler dan difusi obat dan eksipien
10/20/2015 4
Persamaan laju dan waktu paruh
korde
akkt
xaa
xorde
kt
k
xa
aorde
k
aktxorde
at
xaa
xax
t
t
t
22/122
2
2/1
2/1
2/1
2
323
12
693,0
303,2log1
20
Konstanta laju spesifik dipengaruhi oleh setiap
perubahan dalam kondisi reaksi seperti temperatur
dan pelarut.
Faktor-faktor yang
Mempengaruhi Kinetika Reaksi
Temperatur
Ada tidaknya air
Konstanta dielektrik pelarut
Katalis
Cahaya
Oksigen
Temperatur
Reaksi penguraian
Reaksi sintesis
Reaksi yang melibatkan enzim
Ada tidaknya air
H
O
H
O
C
S +
S -
Konstanta dielektrik medium reaksi
reaktanproduk
(polar) (nonpolar)
Medium
polar Medium
nonpolar
Katalis
a. katalis homogen
b. katalis heterogen
c. katalis enzim
A B enzim
Cahaya
SUN
Radikal bebas
.
Efek Temperatur terhadap
Kecepatan Reaksi
Temperatur jelas menjadi parameter penting karena
banyak proses reaksi berlangsung lebih cepat pada
temperatur yang lebih tinggi daripada pada temperatur
yang lebih rendah.
10/20/2015 13
Efek Temperatur terhadap
Kecepatan Reaksi
Temperature is one of the primary factors
affecting drug stability. The rate
constant/temperature relationship has
traditionally been described by the Arrhenius
equation
di mana Ea adalah energi aktivasi dan A
adalah faktor frekuensi 10/20/2015 14
Efek Temperatur terhadap
Kecepatan Reaksi
Persamaan Arrhenius
k = konstanta laju reaksi
A = faktor frekuensi (terjadinya tabrakan karena
adanya energi)
Ea = energi aktivasi (energi yang digunakan untuk
tabrakan)
R = tetapan gas = 1,987 kkal/mol
T = ºC + 273 (ºK)
10/20/2015 15
Bentuk logaritma persamaan
Arrhenius
Persamaan ini dapat digunakan untuk
menghitung:
Energi aktivasi (dari slope-nya)
k pada suhu yang berbeda
Menghitung kadaluwarsa karena dapat dicari k
pada suhu kamar
Plot Arrhenius merupakan hubungan antara
log k dengan 1/T 10/20/2015 16
Efek temperatur terhadap
kecepatan reaksi
Jika T (temperatur) naik berarti ada energi
(Ea) yang ditambahkan pada reaksi tersebut.
Reaksi akan lebih cepat apabila suatu sistem
ditambah energi.
Energi tersebut digunakan untuk pergerakan
molekul-molekulnya (energi kinetik).
Jika pergerakannya cepat molekul-molekul
lebih sering bertabrakan reaksi lebih
cepat.
10/20/2015 17
Nilai Q10
Nilai Q10 didefinisikan sebagai petunjuk
besarnya pengaruh perubahan suatu reaksi
pada temperatur T2 dibanding dengan reaksi
pada temperatur T1, dimana T2-T1 = 10ºC
(Singh 1994).
Dengan demikian, hubungan antara umur
simpan dengan nilai k berbanding terbalik
(Robertson 1993), yaitu:
10/20/2015 18
Nilai Q10
Dimana: tsT = umur simpan pada
temperatur TºC; tsT + 10 = umur simpan
pada temperatur (T + 10)ºC.
Menururt Robertson (1993), jika digunakan
model Arrhenius, nilai Q10 dapat dicari
menggunakan persamaan:
10/20/2015 19
Nilai Q10
Sedangkan jika digunakan model liniar,
atau
Dengan demikian, nilai Q10 tidak konstan
akan tetapi tergantung pada nilai Ea (Energi
aktivasi) dan temperatur. Sedangkan nilai Ea
berdasarkan definisi bersifat konstan
terhadap temperatur.
10/20/2015 20
10/20/2015 21
Parameter kinetik (Ea dan Q10)
mempostulasi bahwa semua perubahan
tergantung temperatur (Bosset, 1994)
sehingga akan mempunyai nilai Q10
positif (yang berarti bahwa waktu
kadaluarsa pada temperatur yang lebih
rendah akan selalu lebih lama dibanding
pada temperatur yang lebih tinggi).
Metode Q10
Merupakan metode untuk memperkirakan
pengaruh suhu pada reaksi dengan
menggunakan rasio konstanta kecepatan
reaksi dari dua suhu yang berbeda T1 dan
T2 dengan rasio
Simonelli dan Dresback:
10/20/2015 22
Metode Q10
Merupakan suatu metode yang digunakan untuk
menghitung waktu kadaluarsa secara teoretis.
Digunakan untuk mencari waktu kadaluarsa
secara cepat tetapi kurang tepat.
Suatu metode untuk memperkirakan pengaruh T
pada reaksi dengan menggunakan konstanta
laju reaksi dari 2 T (suhu) yang berbeda, di
mana perbedaan suhunya 10ºC.
t1/2, t90 dari suhu yang berbeda pada
pemanasan/pendinginan dapat dihitung secara
teoretis T1 dan T2 kT1/kT2
10/20/2015 23
Q10 merupakan faktor rasio konstanta
kecepatan reaksi karena perubahan suhu
10ºC. Asumsi harga Ea konstan, maka:
Jika tidak dinyatakan lain, maka Q10 untuk
obat = 3,2
10/20/2015 24
10/20/2015 25
Contoh soal
Suspensi amoksisilin memiliki dosis
lazim 250 mg/5 mL dan kelarutan
(solubility =S) sebesar 1,5 g/100 mL.
Diketahui konstanta kecepatan reaksi
(orde satu) pada suhu kamar (25ºC), k1
= 3 x 10-5 detik -1. Tentukan t90 pada
suhu 35ºC!
10/20/2015 26
Jawab
Diketahui: D0 = 250 mg/mL = 50 mg/mL
S = 1,5 g/100 mL = 15 mg/ mL
k1 = 3 x 10-5 detik-1
Suspensi mengikuti kinetika orde 0 (tidak
tergantung konsentrasi awal)
k0 = k1 x S = (3 x 10-5 detik-1) x 15 mg/mL
k0 = 4,5 x 10-4 mg.detik-1.mL-1
10/20/2015 27
Rumus 1:
t90 = (0,1 x D0)/k0
t90 (25ºC) = (0,1 x 50 mg/mL)/4,5 x 10-4
mg.detik-1.mL-1
= 1,11 x 10-4
= 3,09 jam
10/20/2015 28
Rumus 2: penggunaan Q10
Ditanya: t90 (35ºC)?
Jawab:
Berarti semakin tinggi suhu
penyimpanan, maka t90 semakin cepat.
Latihan: coba tentukan t90 jika disimpan
pada suhu yang lebih dingin (10°C)
10/20/2015 29